循环流化床锅炉燃烧石油焦试验研究
发布时间：2021-07-29 15:27
分析了石油焦的理化特性,确认石油焦是一种极低灰分、低挥发分、高含碳量、高热值的固体燃料。在3 MW-CFB半工业试验台上开展了石油焦燃烧试验,尝试了多种建立灰循环的方法,总结出了合适的添加物料品质和粒度要求。依据ASME pt-2008锅炉效率计算标准计算石油焦燃烧效率;在线监测尾部烟道污染物烟气成分,分析CFB燃烧石油焦污染物排放规律,获取了CFB高效、清洁利用石油焦的技术途径。
【文章来源】：节能. 2020,39(06)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CFB热态试验台系统
循环流化床锅炉采用高循环倍率循环燃烧方式，炉膛内的换热、传质、燃烧及热量分配依赖于炉膛内的灰浓度和灰循环[6]。石油焦本身灰分含量极低，燃烧时炉膛稀项区灰浓度低，难以建立灰循环，由于缺乏热载体，密相区热量无法带向稀相区，结果造成密相区热量集中，上下温差大。试验中，通过试验分析发现如下规律（见图2）：温差随着炉膛差压的提升温差逐渐缩小，并呈现先快速后平缓的规律，炉膛稀项区差压表征着炉膛稀项区的灰浓度，差压越大，灰浓度越高。在炉膛截面热负荷保持3 MW/m2时，炉膛上部差压在0.7 kPa以上时，炉膛上下温差可控制在100℃以内。对于实际CFB锅炉纯烧石油焦，首先需要解决循环灰量不足的问题，通过在线添加物料（惰性物料或固体脱硫剂）以保持炉膛内循环灰存量，是一个适用于工程应用的方法，掌握添加物料的特性成为CFB正常燃用石油焦的关键所在。通过试验不同添加物料的粒度组成，发现物料粒度在接近CFB锅炉循环灰的物料粒度时，建立灰循环的时间越短。添加物料粒度过小，难以被分离器捕捉，物料逃离后从尾部烟道排出。添加物料过粗，粒度难以充分流化形成有效灰循环，无法成为热载体。考虑到物料的本身磨损消耗，在兼顾物料在炉内的停留时间，保证炉膛稀项区有足够的物料储量，添加物料粒度应该控制在如下范围：0～300μm,d50≈175μm。
在选取合适粒度的添加物料后，由于物料成分的不同，在炉内循环燃烧过程中，物料会影响炉内的燃烧、脱硫和NOx生成。试验中分别针对添加河沙、石灰石及河沙/石灰石混合物这3种工况进行了热态试验。试验结果如图3所示。通过图2可以看出：单纯以河沙作为添加物料时，因炉内不会发生脱硫反应，SO2排放量接近于原始排放值；在单纯以石灰石作为添加物料时，由于炉内石灰石浓度高，SO2几乎全部脱除，而由于石灰石对于炉内NOx生产的催化作用，造成NOx排放量大大提高。工况2、工况3，在以河沙作为添加循环物料前提下，根据SO2排放要求，调节石灰石添加量，可同时将SO2和NOx控制在一个相对合理的范围内。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油焦与油页岩混合燃料流化床燃烧污染物排放特性[J]. 陆伟群,房鼎业,杨智勇. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(05)
[2]410t/h循环流化床锅炉煤焦混烧热力性能试验研究[J]. 邓雨生,于川,吴晓兰,潘家泉,段伦博. 能源研究与利用. 2007(03)
[3]循环流化床锅炉燃用石油焦技术[J]. 徐晖. 能源技术. 2004(05)
[4]230t/h循环流化床锅炉燃烧石油焦的可行性试验研究[J]. 韩东太,宋正昶,徐涛. 中国电力. 2004(03)
[5]循环流化床锅炉氮氧化物的生成与分解模型[J]. 王勤辉,骆仲泱,李绚天,方梦祥,倪明江,岑可法. 燃料化学学报. 1998(02)
本文编号：3309580
【文章来源】：节能. 2020,39(06)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CFB热态试验台系统
循环流化床锅炉采用高循环倍率循环燃烧方式，炉膛内的换热、传质、燃烧及热量分配依赖于炉膛内的灰浓度和灰循环[6]。石油焦本身灰分含量极低，燃烧时炉膛稀项区灰浓度低，难以建立灰循环，由于缺乏热载体，密相区热量无法带向稀相区，结果造成密相区热量集中，上下温差大。试验中，通过试验分析发现如下规律（见图2）：温差随着炉膛差压的提升温差逐渐缩小，并呈现先快速后平缓的规律，炉膛稀项区差压表征着炉膛稀项区的灰浓度，差压越大，灰浓度越高。在炉膛截面热负荷保持3 MW/m2时，炉膛上部差压在0.7 kPa以上时，炉膛上下温差可控制在100℃以内。对于实际CFB锅炉纯烧石油焦，首先需要解决循环灰量不足的问题，通过在线添加物料（惰性物料或固体脱硫剂）以保持炉膛内循环灰存量，是一个适用于工程应用的方法，掌握添加物料的特性成为CFB正常燃用石油焦的关键所在。通过试验不同添加物料的粒度组成，发现物料粒度在接近CFB锅炉循环灰的物料粒度时，建立灰循环的时间越短。添加物料粒度过小，难以被分离器捕捉，物料逃离后从尾部烟道排出。添加物料过粗，粒度难以充分流化形成有效灰循环，无法成为热载体。考虑到物料的本身磨损消耗，在兼顾物料在炉内的停留时间，保证炉膛稀项区有足够的物料储量，添加物料粒度应该控制在如下范围：0～300μm,d50≈175μm。
在选取合适粒度的添加物料后，由于物料成分的不同，在炉内循环燃烧过程中，物料会影响炉内的燃烧、脱硫和NOx生成。试验中分别针对添加河沙、石灰石及河沙/石灰石混合物这3种工况进行了热态试验。试验结果如图3所示。通过图2可以看出：单纯以河沙作为添加物料时，因炉内不会发生脱硫反应，SO2排放量接近于原始排放值；在单纯以石灰石作为添加物料时，由于炉内石灰石浓度高，SO2几乎全部脱除，而由于石灰石对于炉内NOx生产的催化作用，造成NOx排放量大大提高。工况2、工况3，在以河沙作为添加循环物料前提下，根据SO2排放要求，调节石灰石添加量，可同时将SO2和NOx控制在一个相对合理的范围内。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石油焦与油页岩混合燃料流化床燃烧污染物排放特性[J]. 陆伟群,房鼎业,杨智勇. 华东理工大学学报(自然科学版). 2010(05)
[2]410t/h循环流化床锅炉煤焦混烧热力性能试验研究[J]. 邓雨生,于川,吴晓兰,潘家泉,段伦博. 能源研究与利用. 2007(03)
[3]循环流化床锅炉燃用石油焦技术[J]. 徐晖. 能源技术. 2004(05)
[4]230t/h循环流化床锅炉燃烧石油焦的可行性试验研究[J]. 韩东太,宋正昶,徐涛. 中国电力. 2004(03)
[5]循环流化床锅炉氮氧化物的生成与分解模型[J]. 王勤辉,骆仲泱,李绚天,方梦祥,倪明江,岑可法. 燃料化学学报. 1998(02)
本文编号：3309580
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